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咸来问讯 咸去理源——长江委水文局长江口局应对长江口咸潮应急监测回眸

来源:长江口局 时间:2023-04-28 作者:刘大伟 张静 编辑:薛剑锋

2023年4月,长江委水文局监测数据表明,长江干流大通流量已达到20000立方米每秒以上。根据长江委水文局长江口局各盐度观测站点实时在线数据分析,盐度锋面在长江口北支已退至中下段,南北港已退至横沙岛以下,至此,历史罕见的长江口地区咸潮影响基本结束。

自2022年夏季咸潮入侵开始,直至2023年春季,长江委水文长江口局开展了大量的咸潮监测工作。基于长期固定盐度自动监测站网和开展数次现场应急监测,截至2023年4月15日,所属固定自动站已采集氯化物浓度数据45.4万组,应急观测采集流速与氯化物浓度数据3.2万组,实时流量监测数据5.4万组,并对大量的监测数据进行了滚动分析研判。2022年9月至2023年4月,共编发报送咸情监测和分析简报125期,为长江口地区“抗咸保供”工作提供了有力的技术支撑,得到了上海、江苏两地水行政主管部门的肯定。


一、流域干旱 咸潮入侵

长江委水文局分析研究表明,2022年6月中旬起受气候影响,长江流域出现持续高温少雨天气。2022年夏季长江流域干旱事件具有持续时间长、影响范围广、干旱强度大的特征,流域内多站高温、降水量突破历史极值,长江流域出现全流域中旱、部分地区重旱,其中8月出现全流域重旱、部分地区特旱的特征。

长江流域6月中旬后降水丰枯急转,7月起上中下游来水同枯,且偏枯程度逐渐加剧,中下游干流8月出现超100年一遇枯水,经频率分析,此次长江流域汛期枯水定性为流域严重枯水。

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长江口局杨林水位站低潮照片

长江口咸潮入侵指中国东海海洋大陆架高盐水团随潮汐周期流沿着河口潮汐通道上溯推进并致咸淡水不断混合而形成的长江口区水体氯化物浓度升高的一种自然现象。一般以氯化物浓度连续两小时大于或等于250毫克每升作为咸潮入侵开始的依据。长江口口外高盐度水分别从北支、北港、北槽、南槽四条汊道向口内上溯,形成咸潮入侵。长江口咸潮入侵一般发生在枯季11月至次年4月,以1~3月三个月内氯度出现超标的天数最多。

长江口盐水入侵的影响因素众多,变化规律也十分复杂。研究表明,长江口盐水入侵的主要影响因素包括上游径流量、外海潮汐、河口河势、气象条件等。在某个短期内河口河势没有较大改变,咸潮影响程度和范围主要取决于上游径流量、外海潮汐和气象条件三者博弈的结果。


二、超前谋划 积极应对

2022年入夏以来,长江来水偏少、水位持续走低,出现百年不遇的流域性枯水,加之2022年9月台风“轩岚诺”“梅花”“南玛都”对东海海面咸潮顶托,长江口水源地遭遇历史罕见的持续时间长的严重咸潮入侵,长江口水源地供水安全受到严重威胁。

考虑到气候背景,长江口局自2022年7月一直密切关注流域水情、咸情变化情况。大通流量从2022年7月1日的54200立方米每秒逐渐降低,至8月15日,已下降至20000立方米每秒;另据长江水文情报预报中心预测,大通流量还会进一步降低。为此,长江口局于2022年8月下旬在徐六泾等9个站点安装盐度观测仪器设备(后增加青牛站共10个站点),在咸潮来临之前布设完善了监测站点,立即提前启动了盐度观测。以往,此项工作一般要在11月1日才开展。

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安装调试盐度自动观测设施

在持续跟踪大通水文站流量变化、分析各站氯化物浓度变化趋势的基础上,9月10日-12日中秋节期间开展了分析研判并形成简报,9月13日长江口局开展会商并全面部署“抗咸保供”工作,咸潮观测和分析进入常态化。徐六泾分局负责10个站点潮位和盐度观测设备维护、数据报送,做好徐六泾逐时潮流量在线监测。

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2022年9月13日长江口局崇明洲头站盐度在线监测过程线


三、科学研判 信息共享

2022年9月16日,长江口局主要负责人参加上海市水务局主持的“2022年秋-2023年春咸潮应对工作专题会议”,根据长江口局各监测站点盐度监测情况和近期中下游水情、气象条件、大通流量等,对咸潮入侵情况进行了分析和研判,做了专题汇报。

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长江口局紧急会商研判咸潮监测工作

当晚,长江口局接到水文局咸潮工作安排通知,9月17日长江委进行第一次咸潮会商。长江口局紧急召开专题视频部署会,技术管理室、徐六泾分局、网信中心等部门连夜收集、整理数据,编制分析材料。如何准确反映咸潮与潮汐流量的关系、咸潮的入侵路径和影响程度、中短期的发展趋势,技术管理室人员搜集、分析、研判潮汐、盐度数据,编制咸情简报,度过了一个不眠之夜。

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情况汇报

9月18日至30日,长江口局多次参加上海市水务局(海洋局)、江苏省水利厅等水行政主管部门组织的汇报会商。9月28日,在水利部水文司“抗咸潮保供水”水文测报工作视频会议上,长江口局汇报了相关工作。按照上级要求,期间还派员参加了水利部调研抗咸潮保供水工作组。

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长江口局向长江委、水文局汇报咸潮应急监测方案

9月底,长江口局10个盐度监测站在线观测数据纳入长江流域综合调度系统,共享了地方5个观测站盐度实时数据。10月-11月每日向水利部信息中心、上海市水务局、太仓市水务局报送咸潮监测数据。

长江口局还与上海市海洋监测预报中心等单位建立了咸潮入侵风险监测预警联动会商机制,共同研判灾情形势,面向主管部门与服务单位联合发布会商信息,报送28期会商纪要。

2023年3月,上海市政府两次召开关于原水保供的专题会议,了解长江口咸潮情况,长江口局参会汇报了咸潮监测开展情况。


四、应急监测 支撑调度

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咸潮应急监测现场

咸潮应急监测为上海市和太仓市水源地掌握利用三峡补水压咸的窗口期进行补水提供了有力的技术支撑。

开展长河段沿程观测。2022年9月29日-10月6日,综合潮汐和水情研判可能会出现窗口期,组织开展了长河段的沿程纵向观测,从长江干流徐六泾水文断面至太仓浏河口之间进行氯化物浓度及潮流观测。

开展靶向精准观测。青草沙水库取水口所在的北港河段为长江口咸潮正面入侵的主要通道,为科学应对咸潮入侵,保障上海市供水安全提供技术支撑,开展了青草沙水库咸潮应急监测。

开展应急补水专项观测。2022年9月30日,为做好上海市抗咸潮保供水工作,水利部决定实施三峡水库补水调度,自2022年10月2日起调度三峡水库加大出库流量并维持6天。长江口局迅速组织以技术管理室骨干为主,依据长江干流宜昌-太仓浏河口河段枯水期径流传播时间,判断徐六泾以下河段受影响时间在10月16日,结合前期开展的观测情况,在充分考虑咸潮入侵路径和重点部位需求的基础上,采用横断面和沿程观测相结合的方式,由点到面、点线结合,制定了应急观测方案,在长江干流白茆沙南北水道、浏河水道、新桥通道、北港河段、青草沙取水口等处布设6个横断面和2个沿程纵向断面,开展流态和氯化物浓度监测。此次监测,共出动船只14艘,人员100余人,从10月16日直至22日,连续7天进行全天候观测。

为了春节期间保供水安全,在2023年1月6日-16日开展了一次枯季观测。

通过长期定点观测,控制徐六泾节点、南北支、南北港等主要汊道咸情变化,基本了解咸潮入侵及消退过程,为后续开展咸潮相关研究积累了宝贵的实测资料。

通过开展长河段沿程观测,确定了咸潮上溯所到达的最上游位置,为上游江中船舶取水划定淡水下边界,为两地水务部门提供了水库及内河河道取水窗口期信息,为上海市和江苏省两地水务部门抗咸保供提供了有力的技术支撑。

通过应急补水专项观测,精准跟踪了盐度锋面的移动位置、沿程及断面上盐度纵横向变化情况。实测数据表明,三峡水库调度补水压咸效果明显,10月17日开始明显影响长江口南支河段,补水影响期间,250毫克每升氯化物浓度位置下移26千米,氯化物浓度背景值降低明显,为长江口水库水源地创造了补水窗口期。

上海市三大水库均于2022年10月19日开始取水,有效保障了长江口水源地原水供水安全,10月22日后供水紧张的局面有所缓解。


五、加强体系建设 提升保障能力

长江是贯穿我国东西的大动脉,是中国水量最丰富的河流。江水咆哮,浪花飞溅,万里长江向着大海的方向一路奔去;江水滔滔,芦苇习习,鸟鸣啾啾,长江口江滩生机勃勃;长江口水域主航道上,船进舶出,川流不息;百舸争流,绵延不绝。长江口水域是重要水源地,同时兼具工农业取水、通航、生态等多种功能,长江口已成为上海市建设世界级城市的重要支撑之一,其水资源的开发、利用和保护已成为人们关注的焦点。

《中华人民共和国长江保护法》指出,“国务院水行政主管部门会同国务院有关部门和长江河口所在地人民政府按照陆海统筹、河海联动的要求,制定实施长江河口生态环境修复和其他保护措施方案,加强对水、沙、盐、潮滩、生物种群的综合监测,采取有效措施防止海水入侵和倒灌,维护长江河口良好生态功能”。《中华人民共和国水文条例》指出,“水文机构应当加强水资源的动态监测工作,发现被监测水体的水量、水质等情况发生变化可能危及用水安全的,应当加强跟踪监测和调查,及时将监测、调查情况和处理建议报所在地人民政府及其水行政主管部门”。

水文作为水旱灾害防御的哨兵,关键时刻要“测得到、测得准、报得出、报得及时”。通过此次开展长江口咸潮应急监测,在总结经验的同时,长江口局将暴露的薄弱环节,进一步强化长江口地区水、沙、盐、潮综合监测能力,通过数字孪生和模型计算,加强咸潮的预报、预警、预演、预案,为应对长江口咸潮入侵、维护长江河口生态提供科技支撑,更好服务安澜、绿色、美丽、和谐长江建设。




责任编辑:杨杰
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